專利名稱：排氣管容積自變式渦輪增壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的渦輪增壓系統(tǒng)，特別是一種排氣管容積自變式渦輪增壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，中大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用渦輪增壓技術(shù)，以提高功率和降低燃油消耗率。渦輪增壓系統(tǒng)的兩種基本型式為定壓增壓系統(tǒng)和脈沖增壓系統(tǒng)。定壓增壓系統(tǒng)，各缸共用一根容積較大的排氣管，排氣管系結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，排氣管內(nèi)壓力基本上保持恒定，壓力大小僅與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速有關(guān)，不同缸數(shù)柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)可以進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)。定壓增壓系統(tǒng)在高速工況時(shí)， 泵氣損失較小，渦輪效率較高，性能較優(yōu)；但是在低速工況時(shí)，不能充分利用排氣脈沖能量。 脈沖增壓系統(tǒng)，依據(jù)各缸發(fā)火順序，將排氣不發(fā)生干擾的兩個(gè)氣缸或三個(gè)氣缸和同一根排氣管相連接，排氣管系管徑較小，排氣脈沖能量可以充分利用，低速工況和瞬態(tài)工況性能較好；但是在高速工況時(shí)，泵氣損失較大。由此可見，如果一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管容積可以隨著工況的變換而變化，高速工況時(shí)使排氣管容積變大，低速工況時(shí)使排氣管容積變小，這是較為理想的。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利號(hào)ZL200410050996.，專利名稱一種渦輪增壓柴油機(jī)可變模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓裝置，該專利技術(shù)提供了一種排氣管容積連續(xù)可變的裝置，能較好地兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況；但是其排氣管容積的變化是通過(guò)移動(dòng)桿的上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就需要增加一套專門的控制機(jī)構(gòu)來(lái)控制移動(dòng)桿的移動(dòng)，從而使增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變的比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種排氣管容積自變式渦輪增壓系統(tǒng)， 使其排氣管容積可以自我調(diào)節(jié)，較好地兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要專門的控制機(jī)構(gòu)。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸、第四氣缸、第一排氣支管、第二排氣支管、第三排氣支管、第四排氣支管、第一排氣管、第二排氣管、渦輪、第一彎管、第二彎管、連接管、第一擋板環(huán)、第二擋板環(huán)、隔板、第一移動(dòng)板、 第二移動(dòng)板、第一彈性部件和第二彈性部件，第一氣缸、第二氣缸分別通過(guò)第一排氣支管、 第二排氣支管與第一排氣管相連接，第三氣缸、第四氣缸分別通過(guò)第三排氣支管、第四排氣支管與第二排氣管相連接，第一排氣管、第二排氣管的出口分別與渦輪的兩個(gè)入口相連接， 第一排氣管、第二排氣管的尾部分別通過(guò)第一彎管、第二彎管與連接管兩端口相連接，隔板安裝在連接管內(nèi)中間位置并與連接管的壁面固定連接，第一擋板環(huán)、第二擋板環(huán)分別安裝在連接管內(nèi)兩端位置并與連接管的壁面固定連接，第一移動(dòng)板安裝在連接管內(nèi)并處于第一擋板環(huán)和隔板之間，第二移動(dòng)板安裝在連接管內(nèi)并處于第二擋板環(huán)和隔板之間，第一移動(dòng)
3板、第二移動(dòng)板分別通過(guò)第一彈性部件、第二彈性部件與隔板相連接，連接管為等截面管， 第一移動(dòng)板和第二移動(dòng)板均與連接管的內(nèi)壁密封接觸。所述連接管為圓管，所述第一擋板環(huán)和第二擋板環(huán)均為圓環(huán)，所述隔板、第一移動(dòng)板和第二移動(dòng)板均為圓板。所述第一彈性部件和第二彈性部件均為彈簧，所述第一彈性部件和第二彈性部件的軸線均與所述連接管的軸線重合。在本發(fā)明的工作過(guò)程中，第一移動(dòng)板和第二移動(dòng)板均可以在連接管內(nèi)前后移動(dòng)； 為了防止第一移動(dòng)板和第二移動(dòng)板分別進(jìn)入第一彎管和第二彎管中，在連接管中安裝了第一擋板環(huán)和第二擋板環(huán)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速工況時(shí)，第一排氣管和第二排氣管內(nèi)排氣壓力較低，第一移動(dòng)板、第二移動(dòng)板分別向著靠近第一擋板環(huán)、第二擋板環(huán)的方向移動(dòng)，第一排氣管和第二排氣管的容積相對(duì)較小，脈沖能量可以充分利用，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力較大，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速工況時(shí)，第一排氣管和第二排氣管內(nèi)排氣壓力較高，第一移動(dòng)板、第二移動(dòng)板分別向著遠(yuǎn)離第一擋板環(huán)、第二擋板環(huán)的方向移動(dòng)，第一排氣管和第二排氣管的容積相對(duì)較大，泵氣損失較小，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果為本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于渦輪進(jìn)口有兩個(gè)且渦輪中置的渦輪增壓系統(tǒng)，既能兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況，又能使增壓系統(tǒng)不需要專門的排氣管容積控制機(jī)構(gòu)。


圖1為本發(fā)明排氣管容積自變式渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的局部放大圖；圖3為圖1中A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中B-B剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1中C-C剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、第一氣缸，2、第二氣缸，3、第三氣缸，4、第四氣缸，5、第一排氣支管，6、第二排氣支管，7、第三排氣支管，8、第四排氣支管，9、第一排氣管，10、第二排氣管，11、渦輪， 12、第一彎管，13、第二彎管，14、連接管，15、第一擋板環(huán)，16、第二擋板環(huán)，17、隔板，18、第一移動(dòng)板，19、第二移動(dòng)板，20、第一彈性部件，21、第二彈性部件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3、第四氣缸4、 第一排氣支管5、第二排氣支管6、第三排氣支管7、第四排氣支管8、第一排氣管9、第二排氣管10、渦輪11、第一彎管12、第二彎管13、連接管14、第一擋板環(huán)15、第二擋板環(huán)16、隔板 17、第一移動(dòng)板18、第二移動(dòng)板19、第一彈性部件20和第二彈性部件21，第一氣缸1、第二氣缸2分別通過(guò)第一排氣支管5、第二排氣支管6與第一排氣管9相連接，第三氣缸3、第四氣缸4分別通過(guò)第三排氣支管7、第四排氣支管8與第二排氣管10相連接，第一排氣管9、
4第二排氣管10的出口分別與渦輪11的兩個(gè)入口相連接，第一排氣管9、第二排氣管10的尾部分別通過(guò)第一彎管12、第二彎管13與連接管14相連接，隔板17安裝在連接管14內(nèi)中間位置并與連接管14的壁面固定連接，第一擋板環(huán)15、第二擋板環(huán)16分別安裝在連接管14 內(nèi)兩端位置并與連接管14的壁面固定連接，第一移動(dòng)板18安裝在連接管14內(nèi)并處于第一擋板環(huán)15和隔板17之間，第二移動(dòng)板19安裝在連接管14內(nèi)并處于第二擋板環(huán)16和隔板 17之間，第一移動(dòng)板18、第二移動(dòng)板19分別通過(guò)第一彈性部件20、第二彈性部件21與隔板17相連接，連接管14為等截面管，第一移動(dòng)板18和第二移動(dòng)板19均與連接管14的內(nèi)壁密封接觸。所述連接管14為圓管，所述第一擋板環(huán)15和第二擋板環(huán)16均為圓環(huán)，所述隔板 17、第一移動(dòng)板18和第二移動(dòng)板19均為圓板。所述第一彈性部件20和第二彈性部件21均為彈簧，所述第一彈性部件20和第二彈性部件21的軸線均與所述連接管14的軸線重合。如圖3、圖4和圖5所示，連接管14為圓管，第一擋板環(huán)15為圓環(huán)，隔板17和第一移動(dòng)板18均為圓板。在本發(fā)明的工作過(guò)程中，第一移動(dòng)板18和第二移動(dòng)板19均可以在連接管14內(nèi)前后移動(dòng)；為了防止第一移動(dòng)板18和第二移動(dòng)板19分別進(jìn)入第一彎管12和第二彎管13中， 在連接管14中安裝了第一擋板環(huán)15和第二擋板環(huán)16。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速工況時(shí)，第一排氣管9和第二排氣管10內(nèi)排氣壓力較低，第一移動(dòng)板18、第二移動(dòng)板19分別向著靠近第一擋板環(huán)15、第二擋板環(huán)16的方向移動(dòng)，第一排氣管9和第二排氣管10的容積相對(duì)較小，脈沖能量可以充分利用，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力較大，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速工況時(shí)，第一排氣管9和第二排氣管10內(nèi)排氣壓力較高，第一移動(dòng)板18、第二移動(dòng)板19分別向著遠(yuǎn)離第一擋板環(huán)15、第二擋板環(huán)16的方向移動(dòng)，第一排氣管9和第二排氣管10的容積相對(duì)較大，泵氣損失較小，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)。因此，本發(fā)明可以較好的兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的高低轉(zhuǎn)速工況。
權(quán)利要求
1.一種排氣管容積自變式渦輪增壓系統(tǒng)，包括第一氣缸(1)、第二氣缸O)、第三氣缸(3)、第四氣缸(4)、第一排氣支管( 、第二排氣支管(6)、第三排氣支管(7)、第四排氣支管(8)、第一排氣管(9)、第二排氣管(10)和渦輪(11)，第一氣缸(1)、第二氣缸(2)分別通過(guò)第一排氣支管(5)、第二排氣支管(6)與第一排氣管(9)相連接，第三氣缸(3)、第四氣缸(4)分別通過(guò)第三排氣支管(7)、第四排氣支管(8)與第二排氣管(10)相連接，第一排氣管(9)、第二排氣管(10)的出口分別與渦輪(11)的兩個(gè)入口相連接，其特征在于還包括第一彎管(12)、第二彎管(13)、連接管(14)、第一擋板環(huán)(15)、第二擋板環(huán)(16)、隔板(17)、 第一移動(dòng)板(18)、第二移動(dòng)板(19)、第一彈性部件00)和第二彈性部件(21)，第一排氣管 (9)、第二排氣管(10)的尾部分別通過(guò)第一彎管(12)、第二彎管(1 與連接管(14)的兩端口相連接，隔板(17)安裝在連接管(14)內(nèi)中間位置并與連接管(14)的壁面固定連接，第一擋板環(huán)(15)、第二擋板環(huán)(16)分別安裝在連接管(14)內(nèi)兩端位置并與連接管(14)的壁面固定連接，第一移動(dòng)板(18)安裝在連接管(14)內(nèi)并處于第一擋板環(huán)(15)和隔板(17) 之間，第二移動(dòng)板(19)安裝在連接管(14)內(nèi)并處于第二擋板環(huán)(16)和隔板(17)之間， 第一移動(dòng)板(18)、第二移動(dòng)板(19)分別通過(guò)第一彈性部件(20)、第二彈性部件與隔板(17)相連接，連接管(14)為等截面管，第一移動(dòng)板(18)和第二移動(dòng)板(19)均與連接管 (14)的內(nèi)壁密封接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣管容積自變式渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述連接管 (14)為圓管，所述第一擋板環(huán)(1 和第二擋板環(huán)(16)均為圓環(huán)，所述隔板(17)、第一移動(dòng)板(18)和第二移動(dòng)板(19)均為圓板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣管容積自變式渦輪增壓系統(tǒng)，其特征是，所述第一彈性部件00)和第二彈性部件均為彈簧，所述第一彈性部件OO)和第二彈性部件的軸線均與所述連接管(14)的軸線重合。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的排氣管容積自變式渦輪增壓系統(tǒng)，包括氣缸、排氣管、渦輪、彎管、連接管、擋板環(huán)、移動(dòng)板、隔板和彈性部件，排氣管的尾部通過(guò)彎管與連接管相連接，擋板環(huán)、移動(dòng)板、隔板和彈性部件均安裝在連接管內(nèi)，彈性部件安裝在移動(dòng)板和隔板之間。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速工況時(shí)，移動(dòng)板分別向著靠近擋板環(huán)的方向移動(dòng)，排氣管容積相對(duì)較小，脈沖能量可以充分利用，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力較高，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速工況時(shí)，移動(dòng)板分別向著遠(yuǎn)離擋板環(huán)的方向移動(dòng)，排氣管容積相對(duì)較大，泵氣損失較小，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能較優(yōu)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于渦輪進(jìn)口有兩個(gè)且渦輪中置的渦輪增壓系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02B27/06GK102418590SQ20111033560
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者崔毅, 王紹明, 石磊, 鄧康耀 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)